(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドに対して板材をその長さ方向に相対的に移動させることにより、板材の側面に文字や記号を印字する追従型印字装置であって、
板材の上面に当接できる上面当接部を有する上アーム、及び板材の下面に当接できる下面当接部を有する下アームで板材をクランプすると共に、板材をクランプした状態で長さ方向に相対的に移動する板材の上下方向の変位に伴って上下動するクランプ機構と、
前記クランプ機構と共に上下動する印字ヘッドと、を備える追従型印字装置。
【請求項２】
前記追従型印字装置は、
板材の側面に当接できる側面当接部を有し、長さ方向に相対的に移動する板材が幅方向に変位したとき、板材の側面に前記側面当接部を押し当てた状態を保つことができる横行機構を備え、
前記印字ヘッドは、板材の側面との距離を一定に保つことができるように前記横行機構に設けられることを特徴とする請求項１に記載の追従型印字装置。
【請求項３】
前記クランプ機構は、
前記上アーム及び前記下アームを開閉可能に連結するクランプ用シリンダと、
前記上アーム及び前記下アームが上下方向にスライドするのを案内する案内部と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の追従型印字装置。
【請求項４】
前記横行機構は、前記側面当接部を板材の側面に押し当てる横行用シリンダを備え、
長さ方向に相対的に移動する板材が幅方向に変位したとき、前記横行用シリンダのロッドが長くなったり、縮まったりすることで、板材の側面に前記側面当接部を押し当てた状態を保つことができることを特徴とする請求項２に記載の追従型印字装置。
【請求項５】
前記上面当接部及び前記下面当接部は、板材が長さ方向に相対的に移動するときに板材の表面を転がり運動するベアリングであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の追従型印字装置。
【請求項６】
前記側面当接部は、板材が長さ方向に相対的に移動するときに板材の表面を転がり運動するローラであることを特徴とする請求項２に記載の追従型印字装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印字ヘッドに対して板材をその長さ方向に相対的に移動させることにより、板材の側面に文字や記号を印字する追従型印字装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば製鉄所で圧延された鋼板は、塗装ラインで防錆・塗装処理された後、次工程までストックヤードに山積みで保管される。鋼板を積み重ねると、下に積まれている鋼板の鋼種などが識別できなくなる。このため、鋼板の側面には文字や記号からなる識別マークが印字される。
【０００３】
従来の印字装置では、印字ヘッドを固定し、鋼板の搬送中に印字していた。図９に示されるように、鋼板１は搬送ローラ２に載せられ、その長さ方向に搬送される。印字ヘッドは、鋼板１の側面を狙う位置に固定・設置される。鋼板１を長さ方向に搬送しながらタイミングを合わせて印字ヘッド３からペイントを噴射することで、鋼板１の側面に識別マークが印字される。この種の鋼板１の側面への印字装置は、例えば特許文献１にも開示されている。
【特許文献１】特開昭５０−１０８３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
鋼板が平らで曲がりがなく、かつ鋼板と印字装置との距離を一定に保つことができれば、図１０（ａ）に示されるように、鋼板に正確に識別マークを印字することができる。しかし、鋼板は圧延されるという性質上、曲がり、うねり又は歪みを有する。鋼板に曲がり、うねり又は歪みがある場合、図１０（ｂ）に示されるように、鋼板の側面に印字される文字が半分欠けたりするという現象が起こりうる。
【０００５】
また、鋼板が斜めに(鋼板の搬送方向に対して鋼板の端面が傾いた状態で)搬送される場合もある。この場合、鋼板の移動に伴って、印字ヘッドと鋼板の側面との距離が変化する。こうなると、印字された識別マークがぼやける。
【０００６】
そこで本発明は、鋼板などの板材の曲がり、うねり又は歪みに印字ヘッドが追従することができ、また板材が斜めに搬送されても、板材の側面と印字ヘッドとの距離を一定に保つことができる追従型印字装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、印字ヘッドに対して板材をその長さ方向に相対的に移動させることにより、板材の側面に文字や記号を印字する追従型印字装置であって、板材の上面に当接できる上面当按部を有する上アーム、及び板材の下面に当接できる下面当接部を有する下アームで板材をクランプすると共に、板材をクランプした状態で長さ方向に相対的に移動する板材の上下方向の変位に伴って上下動するクランプ機構と、前記クランプ機構と共に上下動する印字ヘッドと、を備える追従型印字装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の追従型印字装置において、前記追従型印字装置は、板材の側面に当接できる側面当接部を有し、長さ方向に相対的に移動する板材が幅方向に変位したとき、板材の側面に前記側面当接部を押し当てた状態を保つことができる横行機構を備え、前記印字ヘッドは、板材の側面との距離を一定に保つことができるように前記横行機構に設けられることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の追従型印字装置において、前記クランプ機構は、前記上アーム及び前記下アームを開閉可能に連結するクランプ用シリンダと、前記上アーム及び前記下アームが上下方向にスライドするのを案内する案内部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の追従型印字装置において、前記横行機構は、前記側面当接部を板材の側面に押し当てる横行用シリンダを備え、長さ方向に相対的に移動する板材が幅方向に変位したとき、前記横行用シリンダのロッドが長くなったり、縮まったりすることで、板材の側面に前記側面当接部を押し当てた状態を保つことができることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の追従型印字装置において、前記上面当接部及び前記下面当接部は、板材が長さ方向に相対的に移動するときに板材の表面を転がり運動するベアリングであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の追従型印字装置において、前記側面当接部は、板材が長さ方向に相対的に移動するときに板材の表面を転がり運動するローラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、板材が曲がっていても、クランプ機構が板材をクランンプした状態で上下動するので、板材の曲がりに追従することができる。また、板材を上面側及び下面側の両方からクランプするので、片側のみから当接部を当接させる場合に比べて、板材の厚みの変動や板材の上下方向への変位に確実に追従することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、板材が斜めに移動しても、印字ヘッドと板材の側面との距離を一定に保つことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、上アーム及び下アームで板材をクランプできると共に、クランプした上アーム及び下アームが上下動できる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、板材の側面に側面当接部を押し当てた状態を保つことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、クランプ機構に対して板材が長さ方向に移動するとき、板材の表面に痕が付くのを防止することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、横行機構に対して板材が長さ方向に移動するとき、板材の側面に症が付くのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態における追従型印字装置を詳細に説明する。図１は、板材である鋼板の搬送方向の上流側からみた追従型印字装置の正面図を示し、図２は、鋼板側からみた追従型印字装置の側面図(図１のII矢視図) を示す。
【００２２】
図１に示されるように、搬送ローラ４によって搬送される鋼板５の側方には、追従型印
字装置６が配置される。追従型印字装置６は、搬送される鋼板５を上下方向からクランプするクランプ機構７と、鋼板５の側面に印字ヘッド１０を押し付ける横行機構８と、を備える。
【００２３】
これらクランプ機構７及び横行機構８は、フレーム９上に設置される。クランプ機構７は、鋼板５の上面側に配置される上アーム１１と、鋼板５の下面側に配置される下アーム１２と、を備える。図２に示されるように、フレーム９には、上下方向に伸びる軌道レール１３が固定される。上アーム１１及び下アーム１２は、案内部である軌道レール１３を含む直動ガイド１５に上下方向にスライド可能に取り付けられる。横行機構８は、クランプ機構７の下アーム１２に取り付けられる。フレーム９には、クランプ機構７、横行機構８及び印字ヘッド１０を制御する制御盤１４が取り付けられる。
【００２４】
図３は、クランプ機構７及び横行機構８の詳細図を示す。図中（ａ）は下アーム１２及
び横行機構８の平面図を示し、（ｂ）はクランプ機構７及び横行機構８の正面図を示し、（ｃ）はクランプ機構７及び横行機構８の側面図を示す。
【００２５】
上アーム１１及び下アーム１２は、軌道レール１３から鋼板５に向かって鈎の手状に張り出す。上アーム１１及び下アーム１２は、鋼板５を中心線とした対称の形状に形成される。上アーム１１の先端には、上面当接部として鋼板５の上面に当接できるベアリング１１ａが設けられる。下アーム１２の先端には、下面当接部として鋼板５の下面に当接できるベアリング１２ａが設けられる。これらのベアリング１１ａ, １２ａは、クランプした鋼板５が長さ方向に搬送したときに、鋼板５の移動に伴って転がり運動する。ベアリング１１ａ, １２ａはウレタンなどの硬度のある樹脂でモールドされるのが望ましい。鉄のベアリングだと鋼板５に痕がつくおそれがあり、軟らかい樹脂だと、クランプしたときに安定性が悪くなるからである。
【００２６】
軌道レール１３には、上下に二つの移動ブロック１７, １８がスライド可能に組み付け
られる。上側の移動ブロック１７に上アーム１１が、下側の移動ブロック１８に下アーム１２が取り付けられる。上アーム１１及び下アーム１２は、クランプ用シリンダ１９によって開閉可能に連結される。クランプ用シリンダ１９の本体部１９ａが下アーム１２に取り付けられ、ロッド１９ｂが上アーム１１に取り付けられる。クランプ用シリンダ１９を作動させると、上アーム１１と下アーム１２とが接近したり、離間したりする。軌道レール１３には、ストッパ２０が固定される。ストッパ２０は、下側の移動ブロック１８に当接して、クランプ機構７の自重を支持する。
【００２７】
下アーム１２には、横行機構８が取り付けられる。横行機構８は、水平方向に細長く伸びるベース２１と、ベース２１上に一端部が揺動可能に連結される横行用シリンダ２２を備える。印字ヘッド１０は、横行用シリンダ２２のロッド２２ａに連結される。横行用シリンダ２２のロッド２２ａが伸びたり、縮んだりすることによって、印字ヘッド１０が鋼板５の側面に接近したり、離間したりする。印字ヘッド１０の鋼板５に向かう直線運動は、ベース２１上の直動ガイド２３によって案内される。印字ヘッド１０の左右の両側には、鋼板５の側面に当接できる側面当按部である一対のローラ２４が設けられる。一対のローラ２４は、鋼板５に当接した状態で鋼板５の側面を転がり運動する。ローラ２４の材質は、上記ベアリング１１ａ, １１ｂと同様にウレタンなどの硬度のある樹脂が望ましい。
【００２８】
印字ヘッド１０は、鋼板５に触れずにノズルからペイントを噴射することで印字を行うインクジェットプリンタである。相対的に移動する鋼板５に対して、タイミングを合わせてノズルからペイントを噴射することで、鋼板５の側面に文字や記号を印字することができる。
【００２９】
クランプ機構７及び横行機構８の動作を説明する。図３は、鋼板５が搬送される前の待機状態を示す。待機状態では、クランプ用シリンダ１９は伸びていて、横行用シリンダ２２は縮んでいる。このため、上アーム１１及び下アーム１２は上下に離間していて、ベアリング１１ａ, １２ａは鋼板５に接触していない。印字ヘッド１０は鋼板５の側面から離間していて、ローラ２４は鋼板５に接触していない。
【００３０】
鋼板５がクランプ機構７を通過した時点で、図４に示されるように、クランプ用シリンダ１９を縮めて、上アーム１１を下降させる。クランプ用シリンダ１９を縮めると、上アーム１１と下アーム１２との間の距離が縮まる。上アーム１１及び下アーム１２の自重はストッパ２０に支持されているので、下アーム１２の位置は変化せずに、上アーム１１のみが下降する。上アーム１１の下降によって、上アーム１１に取り付けられたベアリング１１ａが鋼板５の上面に接触する。
【００３１】
さらにクランプ用シリンダ１９を縮めると、図５に示されるように、今度は下アーム１２が上昇し始める。上アーム１１のベアリング１１ａが鋼板５の上面に当接しているので、上アーム１１の位置は変化しない。下アーム１２の上昇によって、下アーム１２に取り付けられたベアリング１２ａが鋼板５の下面に接触する。これにより、クランプ動作が完了する。クランプ動作が完了した後も、クランプ用シリンダ１９はクランプする力を発生し続ける。鋼板５をクランプした状態で、クランプ機構７はフリーになっていて、軌道レール１３に対して上下方向にスライドできる。
【００３２】
次に、図６に示されるように、横行用シリンダ２２を伸ばし、印字ヘッド１０を鋼板５の側面に向かって前進させる。これにより、ローラ２４が鋼板５の側面に接触する。ローラ２４が鋼板５の側面に接触した後も、横行用シリンダ２２はローラ２４に圧力を与え続ける。ローラ２４が鋼板５の側面を押す力は、鋼板５の搬送に影響を与えない程度の小さい力である。このため、鋼板５の端面が印字ヘッド１０側によってきたら、横行用シリンダ２２のロッド２２ａが縮まる。鋼板５の側面が印字ヘッド１０から離間したら、ストロークに余裕があるだけ、横行用シリンダ２２のロッド２２ａが伸び、ローラ２４が鋼板５の側面との接触状態を保つ。すなわち、横行用シリンダ２２のロッド２２ａが長くなったり、縮まったりすることで、ローラ２４を鋼板５の側面に押し当てた状態が保たれる。
【００３３】
図７に示されるように、もし、鋼板５が曲がっていたり、うねっていたりすると、鋼板５の移動に伴って鋼板５のクランプされる部分が上下方向に変位する。クランプ機構７は、鋼板５の上下方向の変位に伴って上下動するので、鋼板５の曲がりやうねりに追従することができる。印字ヘッド１０はクランプ機構７の下アーム１２に取り付けられているので、クランプ機構７と共に上下動する。したがって、鋼板５の下面側を基準とし、下面から一定位置に識別マークを印字することができる。
【００３４】
ここで、上下方向から鋼板５をクランプすることで、上下方向のいずれか一方のみからベアリングを当接する場合に比べて、鋼板５の厚みの変動にも追従し易くなる。例えば、鋼板５がテーパ状に厚くなっても、クランプ用シリンダ１９がベアリング１１ａ, １２ａに圧力を与えたまま伸びるので、鋼板５の厚みの変動に追従することができる。また、上下方向から鋼板５をクランプすることで、鋼板５の上下方向の変位に確実に追従すること
ができる。
【００３５】
図８に示されるように、もし、鋼板５が斜めに搬送されると、鋼板５の側面の印字位置が幅方向に変位する。鋼板５を真っすぐに搬送するのは至難の業である。この図８には、鋼板５が斜めに搬送されている状態が極端に示されているが、実際の傾きはもう少し緩やかである。鋼板５の側面が幅方向に変位しても、横行機構８がローラ２４を鋼板５の側面に押し付けるので、印字ヘッド１０から鋼板５の側面までの距離を一定に保つことができる。したがって、印字がぼやけることがない。
【００３６】
上記のように、ラインを流れる鋼板５には様々な状態がある。印字ヘッド１０を鋼板５の動きに追従させることで、安定した印字が可能になる。また、コンパクトであるため、設置スペースの制限が少なく、他方面への展開も期待できる。例えば、鋼板５の側面だけでなく、プラスチック、木材など非鉄金属で板状の材料の側面印字にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態の追従型印字装置の正面図
【図２】図１のII矢視図
【図３】クランプ機構及び横行機構の詳細図（図中（ａ）は下アーム及び横行機構の平面図を示し、（ｂ）はクランプ機構及び横行機構の正面図を示し、（ｃ）はクランプ機構及び横行機構の側面図を示す）
【図４】クランプ機構の動作図(図中（ａ）はクランプ機構及び横行機構の正面図を示し、（ｂ）はクランプ機構及び横行機構の側面図を示す)
【図５】クランプ機構の動作図(図中（ａ）はクランプ機構及び横行機構の正面図を示し、（ｂ）はクランプ機構及び横行機構の側面図を示す)
【図６】横行機構の動作図(図中（ａ）は横行機構の平面図を示し、（ｂ）は横行機構の正面図を示す)
【図７】クランプ機構の上下方向への追従を示す図
【図８】横行機構の追従を示す図
【図９】従来の印字装置を示す斜視図
【図１０】鋼板の側面に印字された識別マークを示す正面図(図中（ａ）は正常に印字された状態を示し、（ｂ）は印字が欠けた状態を示す)
【符号の説明】
【００３８】
４…搬送ローラ
５…鋼板(板材)
６…追従型印字装置
７…クランプ機構
８…横行機構
１０…印字ヘッド
１１…上アーム
１２…下アーム
１１ａ…ベアリング(上面当接部)
１２ａ…ベアリング(下面当接部)
１５…直動ガイド(案内部)
１９…クランプ用シリンダ
２０…ストッパ
２２…横行用シリンダ
２４… ローラ(側面当接部)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005209333.tif 000008
【図８】
0005209333.tif 000009
【図９】
0005209333.tif 000010
【図１０】
0005209333.tif 000011